Izumrli vulkani predstavljaju pravi izazov za znanstvenike jer ih nikada ne vidimo kako eruptiraju. Međutim, uz pomoć inovativne eksperimentalne metode, istraživači su uspjeli rekreirati određeni tip izumrlog vulkana u laboratoriju, pružajući nove uvide o magmi koju takvi vulkani proizvode. Najnovija otkrića pokazuju da rijetke vrste magme mogu iznenađujuće učinkovito koncentrirati rijetke zemne elemente – metale koji su ključni za visokotehnološke industrije, poput magneta u električnim vozilima i vjetroturbinama.

Kako društvo sve više prelazi na obnovljive izvore energije i elektrifikaciju prometa, potražnja za rijetkim zemnim elementima značajno raste. Iako naziv sugerira da su rijetki, ti elementi nisu osobito rijetki u prirodi. Glavni izazov leži u pronalasku stijena u kojima su ti metali dovoljno koncentrirani da bi njihova ekstrakcija bila isplativa.

Nova istraživanja, objavljena u časopisu Geochemical Perspectives Letters, otkrivaju da izumrli vulkani predstavljaju važno mjesto za potragu za tim elementima. Postoji rijetka vrsta magme koja sadrži neobično velike količine željeza, a nijedna erupcija ove vrste magme nije zabilježena u povijesti. Takva magma poznata je isključivo iz izumrlih vulkana koji su bili aktivni prije milijune godina, navodi Science Alert.

El Laco i Kiruna: Primjeri bogatih nalazišta

Najpoznatiji primjer takvog vulkana je El Laco u Čileu, dok je još jedan značajan primjer Kiruna u Švedskoj, koja je desetljećima iskorištavana za rudarenje željezne rude. Prošle godine, švedska rudarska kompanija LKAB objavila je kako je Kiruna najveći izvor rijetkih zemnih elemenata u Europi.

Ovo otkriće potaknulo je znanstvenike da istraže povezanost između vulkana bogatih željezom i rijetkih zemnih elemenata. Pitanje je bilo: Je li to geološka slučajnost, ili postoji nešto u prirodi željezne magme što je čini bogatom i rijetkim elementima?

Ovaj tip vulkana poznat je, ali rijetko se provjeravalo sadrže li takva nalazišta rijetke zemne elemente. Osim toga, stijene bogate željezom često se lako pronalaze zbog svog jakog magnetskog signala, što ih čini atraktivnim ciljevima za istraživače.

Znanstvenici na Zemlji pronašli vulkan koji izbacuje zlato, a još je veće iznenađenje to gdje se nalazi

Rekreacija vulkana u laboratoriju

Kako bi testirali ovu hipotezu, istraživači su koristili uređaj poznat kao "piston cylinder". Sintetički materijali slični vulkanskim stijenama i magmi stavljeni su u male kapsule izrađene od plemenitih metala poput platine. Te kapsule potom su podvrgnute ekstremnim pritiscima, ekvivalentnim dubini od 15 kilometara ispod Zemljine kore, te su zagrijane na 1100°C, čime su se materijali rastalili u tekućinu.

U ovim uvjetima, znanstvenici su otkrili da željezna magma postoji u obliku mjehurića unutar uobičajenije magme, poznate iz gotovo svih aktivnih vulkana. Željezna magma apsorbira rijetke zemne elemente iz okolne tekućine i odvaja se od svoje okoline na sličan način kao što se voda i ulje razdvajaju.

Istraživači su otkrili da željezna magma apsorbira rijetke zemne elemente čak 200 puta učinkovitije od obične magme.

Posljedice za buduće rudarske aktivnosti

Ova otkrića sugeriraju da Kiruna nije bila slučajnost. Zapravo, ovo bi moglo biti uobičajeno za većinu, ako ne i sve vulkane bogate željezom. Proizvodnja rijetkih zemnih elemenata trenutno je koncentrirana u nekoliko zemalja, uključujući Kinu, Sjedinjene Države, Mjanmar i Australiju. Zbog toga su rijetki zemni elementi klasificirani kao "kritični minerali" jer su od presudne važnosti za mnoge industrije, ali postoji rizik od prekida opskrbnog lanca zbog geopolitičkih čimbenika.

Kako potražnja za rijetkim zemnim elementima raste, raste i ulaganje u istraživanja i pronalaženje dodatnih ležišta. Više poznatih nalazišta omogućit će industriji da izabere ona koja će pružiti najveće koristi uz najniže financijske, ekološke i društvene troškove.

Zbog svojih svojstava, izumrli vulkani bogati željezom, koji se često rudare zbog željezne rude, mogli bi se prilagoditi kako bi također proizvodili rijetke zemne elemente. To bi donijelo dodatnu vrijednost postojećim rudarskim operacijama, a u nekim slučajevima čak bi se otpad s rudnika mogao ponovno obraditi kako bi se izvukli ovi ključni metali.

Ovo bi imalo pozitivan učinak jer bi se smanjila potreba za otvaranjem novih rudnika, čime bi se izbjegli nepotrebni poremećaji prirodnih okoliša.